SAP彭俊松:工业4.0软件架构和实施路线的探讨

工业4.0的概念从2013年提出至今,数字工厂、工业4.0的核心解决方案究竟达到了怎样的水平?哪些技术能真正推动数字化工厂?在“第三届工业4.0与中国制造2025全球年会”上,SAP中国区首席数字官彭俊松发表了《工业4.0软件架构和实施路线的探讨》主题演讲。以下为演讲实录。

工业4.0的概念从2013年提出开始,到2015年在德国的宣传达到高峰,当时提出了“欧洲的未来就是数字化”,通过四年的发展至今,数字工厂、工业4.0的核心解决方案究竟达到了怎样的水平?据普华永道的调查结果显示,超过90%的德国工业企业都在致力于投资数字化工厂的建设,使用类似技术进行数字化工厂的改造,同样非常乐观地认为未来工业4.0的技术会给企业带来正面的投资效益。

哪些技术能真正推动数字化工厂给我们带来如此乐观的效益呢?推动数字化工厂持续创新的背后是5大类15项数字化技术,它们能真正推动企业,应用数字化工厂提升效益。

第一,工厂、生产设备和产品都是有形实物的虚拟化,我们将这三者叫做工厂实物层面的数字化双胞胎

二是数字直连,包括互联的工厂、流程可视化与自动化、集成的计划、跟踪与追溯等不太直接用实物表述的内容的数字直连技术。

三是大数据分析,企业通过数字化双胞胎和数字直连这两项技术能获得非常多的大数据,企业需要对这些大数据进行分析和优化,包括预测性设备的维护,对大数据驱动的流程和质量的优化,以及通过大数据的驱动对整个企业的资源进行优化。

四是新型工厂结构,基于实物虚拟化、流程的虚拟化和大数据分析基础上,企业传统的工厂结构即流水线形式的工业工程会发生彻底改变,出现模块化的生产设备,更加灵活的生产手段,以及工厂之间的生产参数之间的传输与复制。

五是无人干预运行,对于企业的物流乃至整个企业数字化工厂的运行,还将有更高级别的追求,即追求无人控制。

当企业规划数字化工厂的时候,以上涉及到的15项技术会带来三大转变:

一是工业工程的创新

二是制造方式的创新

三是管理手段的创新

只要牢牢抓住这三个创新,获得12%的投资收益和4年收回投资成本都是可期的。

工业工程创新是企业工厂结构的根本性改变。无论是现代化还是传统小作坊式服装、鞋子乃至五金件的加工,我们熟悉的都是用百年的福特制结构。而随着数字化工厂技术的推进,开始出现了更加灵活的设备布置,设备用模块化的方式进行布置,将流水线变成机群的灵活布置,以及低能耗的可持续生产。

工业工程创新也会带来人和机器之间关系的改变。在传统的工业工程中,多数情况下都由人操控机器,未来将有更加智能化的机器人,人和机器之间的合作将完全实现合作伙伴式高度灵活的协同,还可以通过增强现实帮助机器人按照人的意图进行模仿,重复人类装配的活动。这意味着未来不只是人操控我们的系统,如果机器人像人的合作伙伴一样与人共同工作,那么它们也会成为软件的用户。所以传统的观念认为人是软件用户,但未来机器人也是软件的用户,因此,未来的软件架构也会发生很大的改变。

制造方式的创新是以客户为中心的高度灵活的定制。传统的大规模制造大多是用专线生产,按库存销售,客户等待时间长,定制成本高。未来,更多的个性化定制会融合前端的虚拟现实技术,以及后端通过3D打印技术等更加个性化的生产技术,进一步提高现在的个性化定制水平。

制造方式的第二个改变是基于3D打印和众包技术的分布式制造。上百年以来,我们习惯的生产方式是集中式制造,将大量零部件运输到某个点进行装配,再运输给客户。未来,随着物联网、互联网的发展,会出现分布式制造。未来,在供应链上运输的不再是实体零部件,而是数字化关于零部件的产品信息。随着3D打印工厂不断在全球扩张,3D打印技术不断成熟,今天有600-900种3D打印的材料,未来有更多材料的选择,现在房屋、汽车的外饰件都可以通过3D打印,未来制造方式也会面临3D打印带来的制造方式的创新。

这些创新会给企业的管理带来很多和现在不一样的地方。现在企业的大数据互联,很多情况下仅停留在车间设备层的互联。未来需要的是纵观全局与细节的企业实时经营控制中心,这个控制中心的使用对象不再是企业的生产层的控制人员,而是企业董事会成员、企业高级管理人员,可以实时横跨战略、营销、生产、采购等各个环节,既对数据有宏观的理解,也能够细挖到每台设备的细节,同时也能够利用大数据的方式进行决策和模拟分析。

智能化在管理上的第二个创新是大数据分析和机器学习设备预测性维护。如果未来我们更多的依赖机器人完成工厂运行,那么对机器设备故障预测性维护是很重要的话题。通过大数据、人工智能、机器学习等方法,可以回答如何规避、应对高维度、海量的这种非常快速的高流速设备数据的预防性维护的问题。

5大类15项数字工厂的数字化技术,无论是对于设备、人,还是业务流程、供应链产品,都是利用CPS技术,把这些实体的、虚拟的流程转化为虚拟世界当中的建模。未来,软件公司的软件也会在两个方向发生变化。一是从面向应用系统的本地部署转变为面向物联网的混合云的部署;二是从以企业的流程为中心转变为以数据为中心,推动流程根据实时采集的数据,获取洞察。

这种新的架构方式意味着软件公司必须完成两个大的变化。一是自己的软件的云化,SAP已经完成了从ERP软件商向全系列数字化云计算软件商的转型,云的改变对企业打造数字化工厂是一个基础。二是如何给客户提供一个基于混合云架构的工业4.0核心平台,给制造企业向工业4.0转型提供最大的便利。

SAP的理念是未来作为软件提供商,要打造的是从数据到洞察到行动,行动后面有流程和系统支撑的完整的价值交互体系。对于做数字化工厂的企业,只有通过数据真正把价值转化为工人可以操作的行动,价值最终才能得到体现。

--THE END--

来源:华制智能

华制智能|全球化智能制造解决方案提供商与系统集成商

本文来自企鹅号 - 华制智能媒体

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